流程工业过程控制综合实验装置系统方案

兰州石化职业技术学院电子电气工程系美国艾默生Deltav DCS系统过程控制综合实验装置基本功能组态及操作流程宋国栋严新亮二零一零年五月一日1，Deltav Explorer 的进入进入的路径是Start\\Deltav\\Engineering\\Deltav Explorer，也可以在Run中输入exp直接进入，如下图：进入后的窗口如下图：我们可以看到在左侧的浏览器中列出了系统详细的信息，首先找到控制网Control Network，我们可以看到，在控制网下有三个站，分别是控制站CTRL，工程师站SCHOOL-ES，操作员站SCHOOL-OP，当然了我们可以右击Control Network新建各个站。

2，I/O卡件的组态通过上一步我们在控制站CTRL下找到I/O菜单，然后右击选择新建卡件，出现如下图的窗口：在这个窗口中输入卡的类型，在控制站中的位置等信息。

实验室控制站中卡件清单如下：3，I/O卡点的组态在控制站CTRL下找到I/O，然后右击，找到配置Configure I/O，进入下面窗口：水箱液位所对应的通道是第三个卡件的第八个通道，所以以下水箱液位为例：首先选中Enabled，在Device Tag一栏中输入设备标签，“位号”和“设备信号标识”不是一个概念，它们与I/O通道的分配过程有关，输入LT3。

同理，在本例中还需要一个控制输出，它所对应的通道是C05CH01即第五个卡件的第一通道，DST是FV1。

实验系统中详细的I/O测点清单将在最后附表中给出。

4、创建一个厂区“厂区”是组态中的一个虚拟的分区，与工厂的实际划分情况没有必然联系。

在SystemConfiguration下找到Control Strategies，然后右击选择新建厂区，然后将其命名为JYHD，如下图：然后右击此厂区选择Assign下的Events To Station,进入如下窗口，然后将两个站分两次确定。

5、利用模板在厂区中新建位号在Library下的Module Templates下的Monitoring下找到ANALOG，然后将其拖拽到新建的厂区中，并将其命名为LT-1803,然后右击LT-1803，选择Open With Contrlo Studio，进入如下窗口：中通过路径找到控制站下的LT3,这样就将现场和控制室连接了起来。

工业自动控制系统装置的研发、服务的流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

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DCS控制乙酸乙酯生产综合实训系统一、建设目标化工单元操作实训是石油加工、化工、生物、环保、分析等专业的一门重要专业技术实训课程。

通过实训学习石油化工单元过程的基本原理、设备结构、操作方法，理论联系实际，强化对相关理论知识的理解，掌握化工单元过程的操作方法，培养学生的动手能力及运用理论知识发现问题、分析问题和解决问题的能力，提高学生的职业技能，更好地完成培养目标。

DCS控制乙酸乙酯生产综合实训是一座以塔式反应器为主要反应单元的DCS自控连续化生产型实体运行的石化生产综合实践教学平台，可更好的满足学生职业综合技能的学习和锻炼。

该系统具有DCS自动控制功能，能进行乙酸乙酯产品真实安全生产的连续化实体运行，同时配置相关的产品分析仪器、实验操作台、检修工具，及相关视频互动教学设施。

DCS控制乙酸乙酯生产综合实训是模拟过程工业中化工生产的实际流程，其目的在于扭转目前本专业缺乏与生产现场相似的实验教学设备，提高学生感性认识与实践操作技能的培养场所，以利于培养学生参与操作，理论与实践相结合的教学改革和人才培养的要求，进一步强化了专业实验室的建设，满足培养高层次石油化工、过程装备与控制工程专业技术人才的需要。

本系统是典型的化工自动化系统，本公司希望把该项目打造成示范性精品工程！无论是系统工艺流程、局部细节功能设计、检测控制、设备材料、制造工艺、现场施工等各个方面，我们均进行细致的设计、严格生产和施工。

在工艺流程上，我们提供完整的以反应精馏反应器为主反应器的乙酸乙酯产品连续生产工艺流程、工艺流程说明、工艺运行条件及说明。

在工艺计算上，我们提供详细的工艺计算说明，包括全流程物料衡算、热量衡算、各主要设备选型与设计依据、产量及消耗等生产负荷与热负荷指标。

在设备结构、材质与布置上，我们提供详细的设备结构图，设备材质为耐酸不锈钢，能满足生产运行需要，设备表面抛光（含保温设备），管廊、底盘、框架全不锈钢。

装置强度(材质厚度)满足要求；根据装置可使用的区域和高度进行合理的总图设计和立面设计，总体布局规范、合理、美观、安全。

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过程装备与控制工程多功能综合实验台实验指导书V3.0北京化工大学机电工程学院前言化工设备与机械专业是工科高校的一个传统专业，曾培养出了许多优秀的专业技术人才，为国家的经济建设，特别是石油化学工业的建设和发展作出了突出贡献。

随着改革开放的深入、工业结构的调整、新知识、新技术不断涌现，需要对传统的化工设备与机械专业进行改革，为此，从1999级起，全国“化工设备与机械”专业改为“过程装备与控制工程”专业，并增设了有关控制方面的课程，其目的是向21世纪培养知识面广、创新能力强、综合素质高的大学生。

为达到这一目的，专业实验的内容也必须进行相应改革。

为适应“过程装备与控制工程”专业对本科生的培养要求，专业实验的改革应遵循拓宽学生知识面、提高学生动手能力和创新能力的原则。

为此我们在北京化工大学和北京市教委支持下，在原化工设备与机械专业实验的基础上，结合新专业的特点，研制开发了过程设备与控制多功能综合实验台。

这是一套实用性很强的实验装置，它不仅能够满足本科生教学实验的要求，还为包括换热器的结构设计、性能检测、微机自动控制在内的多方面科研工作提供硬件及软件平台。

实验台在硬件和软件方面涉及到了变频控制技术；压力、温度、流量、转速及转矩的测试技术；微机数据采集技术；过程控制技术；以及微机通讯技术等，是比较典型的集过程、设备及控制于一体的综合实验装置。

本实验指导书是针对过程设备与控制多功能综合实验台所开设的十几个本科教学实验编写的。

在编写过程中姚琳、魏冬雪、张伟等同学先后参加了部分计算和编程工作，在此表示感谢。

由于编者水平有限，编写时间仓促，书中难免存在不少缺点和错误，热忱希望广大教师和同学在使用中批评指正。

编者2010年3月目录1 过程设备与控制多功能综合实验台简介2 过程设备与控制实验指导书实验一离心泵性能测定实验实验二离心泵汽蚀性能测定实验实验三调节阀流量特性实验实验四换热器换热性能实验实验五流体传热系数测定实验实验六换热器管程和壳程压力降测定实验实验七换热器壳体应力测定实验实验八离心泵压力控制实验实验九离心泵流量控制实验实验十换热器串级温度控制实验3 计算示例3.1离心泵扬程、轴功率及效率的计算示例3.2换热器壳体应力的实验测定和理论计算3.3热量Q t和热损失ΔQ的计算示例3.4总传热系数K的计算示例3.5换热器管程、壳程压力降计算4 计算机数字直接控制DDC控制算法说明4.1模糊算法模块程序说明4.2数字PID控制算法程序说明1 过程设备与控制多功能综合实验台简介过程设备与控制多功能综合实验台由动力系统（电机和多级泵）、换热系统、加热系统、数据采集系统、测试系统以及控制系统等组成。

基于DCS的流程工业自动化控制系统设计摘要：随着我国石油、化工行业的不断发展，自动化技术也在我国的石油、化工行业之中得以广泛应用，并且进一步带动了我国石油、化工行业的发展。

但是随着项目的成本控制以及施工效率要求的不断提升，传统DCS的弊端也在逐渐显露出来，所以针对于DCS系统的升级就是当代石油、化工行业之中的重要课题，本文提出了基于DCS的流程工业自动化控制系统设计中的应用进行下文论述。

关键词：DCS；流程工业自动化；总线；电子布线引言：DCS是一种采用控制功能分散、显示操作集中、兼顾分而自治和综合协调的设计原则的新一代仪表控制系统。

由于DCS技术的功能性极为突出，且其应用范围极为广泛，所以在我国社会之中的诸多行业都有着极高的适配性，而在石油、化工项目自动化系统设计工作之中也能够利用DCS的功能性的优势，进而提升工艺流程的自动化程度。

一、DCS系统概述DCS是英文Distributed Control System的缩写，意为分布式控制系统，也称为集散式控制系统，其主要特征为分散控制，集中管理。

可以将工艺生产环节中的各个设备予以独立控制，再通过通讯手段传输至集中管理点，通过操作员站、工程师站实现远程监督、控制、维护工作，以此来有效降低现场人为的操作误差性，并且大大提升生产效率以及质量。

且由于生产现场可以不用再长期驻留操作工，大大提高了人员安全性。

也正因为DCS的这一核心优势，已经在我国的各行各业之中都得到了极为广泛的应用。

其实这一技术早在上世纪70年代就开始了研究以及应用，让人类社会的发展向前跨越了一大步。

二、DCS系统的设计方案及发展（一）DCS系统硬件的发展DCS系统是需要依赖于计算机设备，再加上信息技术为辅的电气系统。

一般来说，一个典型的控制回路由信号采集、信号转换、信号处理、控制输出四个环节组成。

随着市场竞争逐渐激烈，工艺产品的商机稍纵即逝，目前对于自动化项目的成本控制以及施工效率要求不断提高，传统DCS的弊端也在逐渐地显露出来。

过程控制及检测装置硬件结构组成认识，控制方案的组成及控制系统连接过程控制是指自动控制系统中被控量为温度、压力、流量、液位等变量在工业生产过程中的自动化控制。

本系统设计本着培养工程化、参数化、现代化、开放性、综合性人材为出发点。

实验对象采用当今工业现场常用的对象，如水箱、锅炉等。

仪表采用具有人工智能算法及通讯接口的智能调节仪，上位机监控软件采用MCGS 工控组态软件。

对象系统还留有扩展连接口，扩展信号接口便于控制系统二次开辟，如PLC 控制、DCS 控制开辟等。

学生通过对该系统的了解和使用，进入企业后能很快地适应环境并进入角色。

同时该系统也为教师和研究生提供一个高水平的学习和研究开辟的平台。

本实验装置由过程控制实验对象、智能仪表控制台及上位机PC 三部份组成。

由上、下二个有机玻璃水箱和不锈钢储水箱串接， 4.5 千瓦电加热锅炉(由不锈钢锅炉内胆加温筒和封闭外循环不锈钢锅炉夹套构成)，压力容器组成。

用，透明度高，有利于学生直接观察液位的变化和记录结果。

水箱结构新颖，内有三个槽，分别是缓冲槽、工作槽、出水槽，还设有溢流口。

二个水箱可以组成一阶、二阶单回路液位控制实验和双闭环液位定值控制等实验。

锅炉采用不锈钢精致而成，由两层组成：加热层(内胆)和冷却层(夹套)。

做温度定值实验时，可用冷却循环水匡助散热。

加热层和冷却层都有温度传感器检测其温度，可做温度串级控制、前馈－反馈控制、比值控制、解耦控制等实验。

采用不锈钢做成，一大一小两个连通的容器，可以组成一阶、二阶单回路压力控制实验和双闭环串级定值控制等实验。

整个系统管道采用不锈钢管连接而成，彻底避免了管道生锈的可能性。

为了提高实验装置的使用年限，储水箱换水可用箱底的出水阀进行。

检测上、下二个水箱的液位。

其型号：FB0803BAEIR，测量范围：0~1.6KPa，精度：0.5 。

输出信号：4~20mA DC。

LWGY－6A，公称压力：6.3MPa，精度：1.0％，输出信号：4~20mA DC本装置采用了两个铜电阻温度传感器，分别测量锅炉内胆、锅炉夹套的温度。

《工业自动化仪表与过程控制》实验指导书授课学时：8课时授课班级：芙蓉自动化0901、0902授课学期：2012年上学期授课教师：敖章洪工业自动化仪表与过程控制实验项目一览表实验参考书：GK-1型操作说明书.实验指导书实验一实验装置的基本操作与仪表调试实验学时：2学时实验类型：验证实验要求：必做一、实验目的1）、了解本实验装置的结构与组成。

2）、掌握液位、压力传感器的使用方法。

3）、掌握实验装置的基本操作与变送器仪表的调整方法。

二、实验设备1) TKGK-1型过程控制实验装置：交流变频器GK-07-2直流调速器GK-06PID调节器GK-042)万用表三、实验装置的结构框图图1-1、液位、压力、流量控制系统的结构框图四、实验内容1、设备组装与检查：1）、将GK-07-2、GK-06、GK-04挂件由左至右依次挂于实验屏上。

并将挂件的三芯蓝插头插于相应的插座中。

2）、检查挂件的电源开关是否关闭。

3）、用万用表检查挂件的电源保险丝是否完好。

2、系统接线1）、直流部分：将一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”接GK06的控制电压“输入”；GK06的“电枢电压”和“励磁电压”输出端分别接GK01的直流他励电动机的“电枢电压”和“励磁电压”输入端。

2）、交流部分：将另一台GK04的PID调节器的自动/手动切换开关拨到“手动”位置，并将其“输出”端接GK-07-2变频器的“2”与“5”接线端；将GK-07-2变频器的输出“A、B、C”接GK-01上三相异步电机的“A、B、C”输入端；将三相异步电机接成三角形，即“A”接“Z”、“B”接“X”、“C”接“Y”；GK-07-2 的“SD”接“STR”使电机正转打水，（若此时电机为反转则“SD”接“STF”）。

3、启动实验装置：1）、将实验装置电源插头接到~220V市电电源。

2）、打开电源空气开关与电源总钥匙开关。

3）、按下电源控制屏上的启动按钮，即可开启电源，交流电压表指示220V。

过程控制及仪表实验指导书过程控制系统及仪表实验指导书潘岩左利长沙理工大学电气与信息工程学院20XX年4月1目录第一章系统概述第二章实验装置介绍一、THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置二、THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台三、软件介绍四、实验要求及安全操作规程第三章实验内容实验一、单容自衡水箱液位特性测试实验实验二、双容水箱特性的测试实验实验三、单容液位定值控制系统实验2第一章系统概述THSA-1型过程综合自动化控制系统(Experiment Platform of Process Synthetic automation Control system)THJ-3型高级过程控制对象系统实验装置、THSA-1型综合自动化控制系统实验平台及上位监控PC机三部分组成。

如图1-1所示。

图1-1 THSA-1过程综合自动化控制系统实验平台该套实验装置紧密结合工业现场控制的实际情况，能够对流量、温度、液位、压力等变量实现系统参数辨识，并能够进行单回路控制、串级控制、前馈-反馈控制、滞后控制、比值控制、解耦控制等多种控制实验，是一套集成了自动化仪表技术、计算机技术、自动控制技术、通信技术及现场总线技术等的多功能实验设备。

THSA-1型过程综合自动化控制系统能够为在校学生和相关科研人员提供有力帮助。

学生通过学习，应对传感器特性及零点漂移有初步认识，同时能掌握自动化仪表、变频器、电动调节阀等仪器的规范操作，并能够整定控制系统中相关参数。

这套实验设备综合性强，所涉及的工业生产过程多，所有部件均来自工业现场，严格遵循相关国家标准，具有广泛的可扩展性和后续开发功能，有利于培养学生的独立操作、独立分析问题和解决问题的创新能力.整套实验装置的电源、控制屏均装有漏电保护装置，装置内各种仪表均有可靠的自保护功能，强电接线插头采用封闭式结构，强弱电连接采用不同结构接头，安全可靠。

3第二章实验装置介绍“THSA-1型过控综合自动化控制系统实验平台”是实验控制对象、实验控制台及上位监控PC机三部分组成。

全流程工业自动化系统设计研究一、引言随着现代技术的不断发展，越来越多的企业开始关注全流程工业自动化系统的应用。

全流程工业自动化系统可以提高生产效率，节约成本，提高质量，降低事故风险。

因此，本文将从系统设计的角度探讨全流程工业自动化系统的设计研究。

二、全流程工业自动化系统的基础架构全流程工业自动化系统的基础架构由三部分组成：传感器、执行机构和控制器。

传感器负责将实际情况转化为电信号，执行机构负责执行命令，控制器负责将传感器和执行机构联系在一起。

传感器可以监测温度、压力、流量、液位等物理参数，其类型和数量视实际情况而定。

执行机构则负责实现控制策略，常见的执行机构包括阀门、电机和执行器。

控制器需要可以执行控制算法，将传感器和执行机构联系在一起。

三、全流程工业自动化系统的控制策略全流程工业自动化系统的控制策略可以分为开环控制和闭环控制两部分。

开环控制指的是控制器根据输入信号进行一系列计算之后输出控制信号，该信号作用于执行机构，执行机构按照预定控制策略进行操作。

闭环控制则需要从传感器中获取实际参数后进行计算，然后输出更符合实际情况的控制信号。

闭环控制可以提高系统的稳定性，但需要更多的传感器和计算功能。

四、全流程工业自动化系统的通讯协议全流程工业自动化系统中的设备需要进行通信，传递控制信号和实际参数等信息。

因此，需要制定通讯协议，使得各个设备能够顺利通信。

目前，现场总线、以太网和互联网是比较常见的通讯协议。

现场总线适用于局域网范围内的设备通信，而以太网和互联网可以实现跨地域的设备通信。

五、全流程工业自动化系统的应用全流程工业自动化系统的应用范围非常广泛，包括化工、冶金、机械制造、食品、制药等领域。

以化工领域为例，全流程工业自动化系统可以实现对原料和产品流程的监测和控制，例如反应温度、瓶颈控制、原料成分控制等。

全流程工业自动化系统也可以应用于自动化生产线，例如食品加工、机械制造等领域。

六、全流程工业自动化系统的优势和面临的挑战全流程工业自动化系统可以提高生产效率、控制成本、提高生产质量和降低事故风险等方面带来显著优势。